Question

关于惠更斯原理的相关问题。

1.如何解释光沿直线传播。从一束光中取出一条光，那么这列波上每一点都可以作为一个新的波源，向前方激发新的子波，但为什么这条光是沿直线传播而不是向四周扩散？
2.如何解释衍射现象。水波在传播的过程中通过一条狭缝，如果狭缝宽度比较宽，按照惠更斯原理，应该可以看到挡板后部都有波的分布，但为什么教科书上写的是只有一个类似梯形的区域存在波，而有其外没有波？
3.能不能这样说：波都沿直线传播。光波的发散与机械波的发散原因是：波源发出的波方向不单一，但波沿直线传播，所以随着距离的变大，发散变得明显。
4.自然界存不存在纯粹的平行波？按照惠更斯原理解释。
5.惠更斯原理适不适用于单列波？

Answer 1

你的问题都集中在一个概念上：波粒二象性

1惠更斯是波动学说的典型代表人物，他的惠更斯原理是用来支持波动学说的，或者说来解释衍射现象的，当然不会支持粒子学说，没法解释直线传播。
2狭缝越宽，衍射现象越不明显，粒子现象越明显，衍射范围就越窄。
3的说法勉强可以，发散主要源于波源振动的传播方向不单一，也可以是反射、折射、碰撞的结果
4自然界里的确不存在纯粹的平行波，因为平行波的波源是无限大振动平面，这样的理想波源不存在，只能近似，不需要惠更斯原理。
5什么叫单列波？惠更斯原理没有这个限制条件

追问

2.先抛开光不说，单说机械波，是什么造成的明显与不明显？如果狭缝很宽那么平行波到达后，边缘的两点分解为波源，而且因为与波面上其他次波相位相同频率相同，所以向左（右）的扩散不会被抵消，假设此个没有重叠的波的强度为A。如果狭缝十分窄，那么只有一点做次波源，那么它向四周扩散的波的强度也为A。只不过狭缝宽时中间有重叠的波，但是四周波的强度与狭缝窄时相同，为什么称宽狭缝时不明显？
5.单列波就比如一条光线。

追答

2,只要是缝，别管多宽，缝之间都有无穷多个次波源，而不是你说的一个和两个，无论你怎么解释，你都是在支持衍射理论或者说波动理论，你都没有触及到粒子性即直线传播，你自然也没有办法说明为什么衍射有时候明显有时候不明显，因为原因就是波动性和粒子性是共同作用的。缝宽接近波长时，波动性最强，衍射最明显。否则粒子性就会增强。
5你所说的一条光线其实就是一组平行光线，代表的是单向传播，叫做平面波，平面波是所有波动里面最简单的一种，惠更斯原理自然也是成立的。只有单向和多向的区别，没有一条光线和两条光线的区别。

追问

波粒二象性是普遍存在的？什么时候粒子性强，什么时候波动性强？

追答

普遍存在，包括地球，能量大的时候粒子性强，反之波动性强